日美四肢再生突破？發現4個關鍵基因，或奠定人類肢體再生基礎！

你能想象失去的四肢還能長回來嗎？這個美好的願望有可能會成爲現實了，日美科學家已經發現了與四肢再生有關的4個基因，並且正在進行實驗，準備讓一億多年前，一不小心就把四肢都進化沒了的蛇，重新長出新的肢芽，爲人類再生四肢奠定基礎。

這個發現來自日本九州大學研究生院，和美國哈佛大學醫學院的科學家團隊，他們發現了一種新方法，可以把皮膚和結締組織中最常見的細胞——成纖維細胞，轉爲與肢體祖細胞相似的細胞。

這是關鍵性的一步，因爲肢體祖細胞是在胚胎的肢芽中發育的重要細胞類型，直接參與了四肢的形成過程，我們的骨骼、肌肉、軟骨和肌腱，都是由它分化而來，長大後它們就停止分裂，道理很簡單，要是一直分裂下去，要麼你的手不斷長長，要麼變成癌細胞，恐怕沒有任何人會喜歡吧。

但這也帶來了巨大的遺憾，很多人因爲不幸的原因，可能會失去四肢的一部分，但由於祖細胞早已停止分裂，它們卻再也長不回來了，全世界有6000萬人因此而生活在痛苦、不便和歧視的眼光中。從古到今，人們就夢想着失去的四肢能長回來，科學家們也進行了大量研究，令人難以置信的是，到21世紀的今天，我們竟然都還沒能做到蜥蜴們早就能做到的事，這讓人類的臉往哪兒擱啊！

其中的難點之一就是如何獲取肢體祖細胞，此前有兩種辦法，一種是直接從人類胚胎中提取，但這有很大的倫理問題。另一種是把成體細胞，比如成纖維細胞重新編程進入類似胚胎的狀態，形成誘導多能幹細胞，然後通過進一步的誘導和特定的培養條件，分化成特定的組織類型。

日美科學家通過研究，發現了18個在早期肢芽中比其他組織更高表達的基因，之後他們在小鼠胚胎的成纖維細胞中引入了這18個基因，結果發現這些細胞真的獲得了與肢體祖細胞類似的屬性和基因表達。但不可能這18個基因都參與了肢體祖細胞的表達吧？

通過進一步的實驗，科學家們確定了三個蛋白質，包括Prdm16、Zbtb16和Lin28a對於將小鼠成纖維細胞重新編程成肢體祖細胞至關重要，另外還有一個蛋白質Lin41可以讓肢體祖細胞更快生長和繁殖，並且它們不管是在體內發育或是體外培育，都有發展成肢體組織的潛力，而且在移植到雞胚的肢芽中也發揮了作用。

你是不是歡欣鼓舞了？既然通過這種低成本的簡單方式，就可以繞過誘導多能幹細胞，獲得肢體祖細胞，科學家們是不是可以甩開臂膀，大幹快上，早日攻克四肢再生這一千古難題了呢？沒錯，科學家們已經準備在蛇和人類的細胞中進行實驗了。想想看，如果讓一億多年前就已經失去四肢的蛇都能長出來，四肢再生還能有什麼困難呢？

不過還有一個問題，那就是目前的實驗中，科學家們是用慢病毒作爲載體，將修飾後的基因直接插入到受感染細胞的基因組中。慢病毒屬於逆轉錄病毒，可以將自己的RNA基因組，逆轉錄爲DNA，並將其插入宿主細胞的基因組中，從而實現長期的基因表達，是基因治療中最常用的載體之一。然而這種方法直接改變了細胞的基因組結構，增加了細胞發展成癌症的風險。

所以，研究人員正在尋求其他更安全的載體，例如腺相關病毒或質粒來做實驗，它們可以將基因傳遞到細胞內，但不會插入細胞的基因組中，從而可以避免直接改變基因組結構帶來的潛在風險。所謂腺相關病毒，是一種廣泛應用於基因治療中的載體，因其安全性高而受到科研界的青睞；質粒作爲一種圓形DNA分子，也是一種常用的基因傳遞工具，尤其是在實驗室研究中。

如果這項研究真的取得突破，人類的四肢再生可能就不再是夢，而是近在眼前的現實了。

這項研究發表在2月5日的《發育細胞》雜誌上，感興趣的朋友可以去看看。

Developmental Cell：Direct reprogramming of non-limb fibroblasts to cells with properties of limb progenitors